Biomasa może być zabrudzona, zapiaszczona, a mimo to przemysłowe kotły biomasowe Compte For-Tech doskonale radzą sobie ze spalaniem tego typu paliw.
– W pełni automatyczny kocioł biomasowy firmy Compte For-Tech z Chojnic o mocy 6 MW pracuje u nas od kilkunastu miesięcy – mówi Bartłomiej Krupa, prezes Andrewex Construction z Cierpic. – Rozwiązuje wiele problemów, związanych zarówno z zaopatrzeniem w niezbędną nam energię cieplną do suszarni oraz ogrzewaniem pomieszczeń produkcyjnych, ale także z sensownym wykorzystaniem poprodukcyjnych pozostałości biomasowych, takich jak mokre trociny, niewielkie odpady drzewne czy mniej wartościowa kora z procesu przetarcia drewna. Spisuje się doskonale. Spalanie biomasy jest rewelacyjne, efektywne i bardzo ekologiczne. A o efektywności najlepiej świadczą liczby. W starej kotłowni mieliśmy kotły o mocy 15 MW, a teraz już tylko 9 MW, w tym wspomniane 6 MW z eksploatacji nowego kotła, i to pokrywa nasze potrzeby, bo podjęliśmy jeszcze inne działania, związane choćby z izolacją rurociągów.
Wyższa wilgotność też możliwa
– Kocioł CR 550 LN, zainstalowany w Cierpicach, osiąga moc 6 MW, przy wilgotności biomasy na poziomie 50 proc. – wyjaśnia Michał Komorowski, specjalista ds. sprzedaży w Compte For-Tech. – Wilgotność spalanej biomasy może być wyższa, ale to skutkuje obniżeniem mocy kotła, a dla wilgotności niższej niż 50 proc. osiągana moc będzie wyższa od znamionowej przy pełnym obciążeniu kotła. Biomasą dla tego typu kotłów, oferowanych w ośmiu wielkościach standardowych od 1,6 do 8,0 MW, mogą być także zrębki leśne, tartaczne, kora oraz kawałki drewna o wymiarze 10 x 10 x 10 cm. Materiał może być zabrudzony, zapiaszczony, a mimo to nasze przemysłowe kotły biomasowe doskonale radzą sobie ze spalaniem tego typu paliw.
Kocioł jest wyposażony w magazyn paliwa z ruchomą podłogą. Jest to system automatycznego silosowania i wygarniania paliwa biomasowego, zapewniający nie tylko automatyczny rozładunek dowożonej z zewnątrz biomasy, ale także optymalizację objętości paliwa.
Bezpieczne podawanie biomasy
Podawanie paliwa do kotła jest zabezpieczone przeciwpożarowo. Jest realizowane tzw. szufladą hydrauliczną, porcjami, z dopuszczalnymi kawałkami drewna. Paliwo przed podaniem na ruchomy ruszt przechodzi przez strefę podgrzewaną ciepłą wodą, w której następuje wstępne podsuszenie wilgotnej biomasy, a w porze zimowej – eliminowanie cząstek śniegu, który w tej strefie topnieje, a woda odparowuje na zewnątrz.
– Po takim wstępnym podsuszeniu w kanale dolotowym paliwo spada na ukośny ruszt ruchomy, z dużą zawartością chromu, który przedłuża jego żywotność eksploatacyjną – dodaje specjalista Compte For-Tech. – Palenisko jest wykonane w standardzie przemysłowym, więc ściany wykonane są z bloków litego betonu z dodatkiem materiałów żaroodpornych, zastępującego stosowane kiedyś w kotłach cegły szamotowe. W ścianach nie ma spoin, więc nie ma niebezpieczeństwa odpadania w komorze spalania jakichś kawałków ze ścian. Następuje przez to równomierne zużywanie komory przez co najmniej 25 lat eksploatacji kotła.
Regulacja napowietrzania
Napowietrzanie pierwotne procesu spalania odbywa się przez cztery strefy pod rusztem. Możliwość regulacji tego napowietrzania pozwala na najbardziej efektywne spalanie paliwa, a praktycznie jego pirolizę, w trakcie której dochodzi do rozkładu biomasy pod wpływem dostarczonego ciepła, przy znacznym niedomiarze powietrza, i przez to do wyodrębnienia z paliwa lotnych składników.
– Później podawane jest do kotła powietrze drugo- i trzeciorzędowe, dla właściwego spalania gazów uzyskanych z biomasy w procesie pirolizy – tłumaczy Michał Komorowski. – Sprawność omawianego kotła CR 550 LN wynosi dzięki temu ponad 86 proc. bez ekonomizera, w zależności od obciążenia i wilgotności paliwa.
Wygarnianie popiołu odbywa się na mokro. Popiół i zanieczyszczenia opadają do „wanny” umieszczonej pod całym kotłem. Tam są wygaszane w wodzie i w postaci płynnej masy wydalane na zewnątrz do kubła, więc nie ma możliwości wydostania się ognia z paleniska, przez co zapewniona jest pełna ochrona przeciwpożarowa.
Nawet gdy kocioł pracuje na maksymalnej wydajności, trudno dostrzec uchodzące z komina zadymienie.
Ograniczony poziom pyłów
Cały proces spalania jest tak przeprowadzany, żeby temperatura na palenisku nie przekraczała 850°C, co zabezpiecza przed tworzeniem się wtórnych tlenków azotu z powietrza. Nad paleniskiem znajduje się strefa low Nox, stabilizująca poziom tlenku azotu w spalinach.
Jest to odrębny segment konstrukcji kotła, w którym powyżej znajduje się dwuciągowy wymiennik ciepła. Gorące spaliny podgrzewają przepływającą w rurkach wodę grzewczą. W systemie znajduje się 31 t takiej wody. Zatem kocioł zalany wodą waży 121 t, bo jego konstrukcja waży 90 t.
Wymiennik ciepła ma zautomatyzowany system czyszczenia instalacji rurowej sprężonym powietrzem, polegający na okresowym usuwaniu sadzy, żeby nie ograniczała przekazywania ciepła wodzie. Opadające sadze trafiają do multicyklonu, zbierającego podstawowe zanieczyszczenia powstałe w kotle. Poziom pyłu w spalinach jest ograniczony po tym procesie do 200 mg/Nm3, przy 6-proc. udziale tlenu. Następnie spaliny przez wentylator wyciągowy są kierowane do oczyszczania w elektrofiltrze. Wówczas pyłów jest w spalinach maksymalnie 30 mg/Nm3, przy 6-proc. udziale tlenu w spalinach.
Przepływ spalin w wymienniku odbywa się w dwóch ciągach. Spaliny zawracają i dodatkowo podgrzewają wodę, ale kocioł też przekazuje ciepło zgromadzone w ścianach paleniska. Temperatura uchodzących spalin przekracza niewiele ponad 100°C, żeby nie dochodziło do skraplania. Komin jest metalowy, izolowany, podobnie jak ciągi spalinowe.
Sam kocioł jest doskonale izolowany, więc nie ma możliwości poparzenia się, bo ściany zewnętrzne są zimne. Jedyne co „ogrzewa” kotłownię, to ciepło promieniujące z zaworów czy metalowych kołnierzy.
Dostawa z zestawem urządzeń
Kocioł ma wysokość prawie 9 m, ale nad nim znajduje się pod dachem strefa robocza, pozwalająca przemieszczać się ekipom technicznym.
– Jako Compte For-Tech dostarczamy kompletny zestaw urządzeń – od magazynu paliwa z ruchomymi podłogami, przez przenośniki, szuflady, kocioł, instalacje odpopielania, oczyszczania spalin, sterowanie, multicyklon i komplet wentylatorów – mówi Michał Komorowski. – Przywożone są elementy tego wyposażenia i całość jest montowana u klienta. Ostatnim etapem jest podłączenie odpowiednich instalacji wodnych – w obiegu użytkowym oraz w obiegu kotłowym.
Praca bez obsługi
Posiadanie automatycznego kotła na biomasę zapewnia stałe utrzymanie ciepła i nie wymaga od obsługi poświęcania dużej ilości czasu, ponieważ urządzenia są niemal bezobsługowe. Wszystko dzięki automatycznemu podajnikowi do paliwa, dostarczającemu odpowiednie ilości biomasy oraz dzięki zastosowaniu zaawansowanych systemów elektronicznych. Co ważne, praca automatycznych kotłów na biomasę jest bezpieczna. Instalacja jest bowiem wyposażona w dodatkowe zabezpieczenia, co przekłada się na to, że w razie potrzeby zgaszą płomień po przekroczeniu temperatury granicznej.
Magazyn paliwa pozwala w Andrewex Construction na pracę kotła przez 24 godz. Ale magazyny mogą mieć mniejszą i większą objętość. Obsługa ogranicza się do napełnienia zbiornika paliwowego oraz odebrania popiołu z kontenera.
U użytkowników jest instalowany interfejs umieszczony w szafie sterowniczej, co pozwala śledzić proces spalania na monitorze i obserwować aktualne parametry pracy kotła, takie jak temperatury w różnych miejscach komory, historie pracy, charakterystyki pracy i ewentualnych alarmów. Istnieje możliwość zdalnego ustawiania parametrów i śledzenia pracy kotła. Zdalnie można czynić wszystko to, co może wykonać pracownik przy szafie sterującej.
Przystosowany do wyższych wymagań
– Istotne jest, że kocioł jest przystosowany do spodziewanych w najbliższych latach wymagań, dotyczących składu spalin dla tego typu instalacji – dodaje Michał Komorowski. – Spełnia obecne normy i wymagania, ale też te zapowiadane zmiany, zaostrzające poziomy dopuszczalnych emisji NOx, zapylenia i innych zawartości składu spalin.
Nawet gdy kocioł pracuje na maksymalnej wydajności, trudno dostrzec uchodzące z komina zadymienie, w postaci białego dymku. Praktycznie nie widać ani pary, ani dymu. Wszystko jest dopalone w komorze spalania kotła. Dlatego biorąc pod uwagę sposób działania i mnogość zalet wynikających z zastosowania kotłów na biomasę Compte For-Tech, trudno się dziwić, że stają się coraz popularniejsze. U progu 2023 r., w zakładzie w Chojnicach trwa właśnie produkcja dwóch tego typu kotłów dla francuskich odbiorców komunalnych. Dostarczane są one w różnych wielkościach do wielu europejskich krajów. Produkcję ciepła w tym kotle można bezpiecznie ograniczyć do poziomu 20 proc. jego znamionowej wydajności, a więc w przypadku kotła o mocy 6 MW produkować minimalnie 1,2 MW. Z drugiej strony, zawsze są możliwości rozbudowy instalacji.
Produkcja w Chojnicach
– Klienci decydując się obecnie na taki model kotła, są zainteresowani pełną automatyzacją jego pracy, dużą mocą, z zapasem mocy na najbliższą przyszłość – dodaje rozmówca. – Istotna jest też możliwość spalania paliw gorszej jakości, najmniej wartościowych dla innego potencjalnego zastosowania. Klienci doceniają też dostawę kotła z kompletem zabezpieczeń, zaworów, z systemem reagowania w sytuacji niespodziewanego wzrostu temperatury w kotle, co zapewnia pełne bezpieczeństwo.
Zastosowanie kotła niskotemperaturowego stwarza też możliwość zarówno zamkniętego, jak i otwartego obiegu wody o ciśnieniu na poziomie 4 barów. Temperatura wody w obiegu zamkniętym wynosi 110°C. Zaleca się wyższą temperaturę wody powrotnej – na poziomie 85°C, bo to wpływa na bardzo stabilną pracę kotła i niezawodność w długim okresie pracy, nawet powyżej gwarantowanej przez producenta.
Kotły biomasowe, w całości wykonywane w zakładzie produkcyjnym w Chojnicach, są prefabrykowane, z wykorzystaniem podzespołów najwyższej jakości markowych dostawców. Wszystko jest dowożone w postaci sprefabrykowanych elementów, montowanych na miejscu.
~tekst i fot. Janusz Bekas
